El primer trabajo realizado en la tesis ha sido el de desarrollar la teoría básica para el estudio riguroso del espectro modal de medios guiadores inhomogéneos (guías blindadas o guías dieléctricas abiertas), como también de medios dieléctricos periódicos infinitos, los cuales son el elemento básico de las SSFD. Para tal fin se ha adaptado el Método de las Bases Bi-Ortogonales, desarrollado inicialmente en el Departamento de Física Aplicada y Electromagnetismo y en el Departamento de Óptica de la Universitat de València al estudio de un amplio espectro de guías ópticas y de microondas. En segundo lugar se ha llevado a cabo el análisis de la dispersión de ondas planas en Superficies Selectoras de Frecuencia Dieléctricas (SSFD), que son estructuras planares multicapa formadas por láminas dieléctricas homogéneas o periódicas en una dimensión. Dentro del análisis de las SSFD, las principales aportaciones y conclusiones de este estudio se resumen a continuación:En primer lugar se ha desarrollado la teoría básica para el estudio del campo electromagnético en regiones dieléctricas con periodicidad en una dirección, empleando para ello el Método de las Bases Bi-Ortogonales en el caso de dieléctricos sin pérdidas, mientras que para el caso de medios con pérdidas se ha empleado el Método de los Momentos. Dada la geometría del problema, se ha planteado una descomposición modal en los modos de Floquet o de Bloch Tipo-E y Tipo-H. Se ha desarrollado un algoritmo eficiente y rápido que se basa en la transformación de las ecuaciones diferenciales que describen la evolución de los campos en el plano transversal, en un problema matricial de autovalores. La resolución del mismo permite obtener las constantes de propagación y los campos eléctrico y magnético modales. Las pérdidas óhmicas en los materiales se pueden incluir de una forma natural en la formulación. Con el fin de analizar la bondad del método propuesto, se han comparado nuestros resultados con los obtenidos en la bibliografía, obteniendo buena concordancia entre ambos, tanto para incidencia 2D como para incidencia 3D. Para el análisis de la dispersión de ondas planas bajo incidencia 3D en SSFD se ha empleado la Técnica de Adaptación Modal, formulada con Matrices de Dispersión Generalizadas. Dicho análisis de dispersión se ha llevado a cabo suponiendo que sobre las SSFD incide una onda plana linealmente polarizada con polarización arbitraria, cuyos campos se han descompuesto en modos de Floquet de orden n=0 tipo-E, tipo-H. Esta descomposición se ha particularizado para los dos casos más habituales, que corresponden a la incidencia de una onda plana con polarización perpendicular y paralela al plano de incidencia, respectivamente, comúnmente conocidas como polarización TE y TM. Se ha desarrollado un programa en FORTRAN que calcula los parámetros de dispersión y los coeficientes de reflexión y transmisión en potencia de estas estructuras a partir de la obtención de la MDG de las mismas. El programa es muy eficiente, con tiempos de computación por punto en frecuencia muy reducidos. Tras ello se han comparado los resultados obtenidos para una serie de estructuras con los proporcionados en la bibliografía, resultando para todos los casos un excelente acuerdo entre ambos. Por último, se ha realizado el diseño de una serie de filtros en reflexión basados en SSFD, que han resultado tener buenas prestaciones. Finalmente, podemos concluir que el modelo desarrollado permite tratar con eficacia tanto el estudio del espectro modal en sistemas guiadores inhomogéneos, como el análisis de la dispersión de ondas planas en SSFD. Una parte de los resultados obtenidos en este trabajo ha dado lugar a una serie de publicaciones científicas en revistas de ámbito internacional y en congresos, tanto nacionales como internacionales. / In first place it has been developed the basic theory for the rigorous study of the modal spectrum in inhomogeneous guiding media (shielded waveguides and open dielectric waveguides), and also in infinite periodic dielectric media, which are the basic element of dielectric frequency selective surfaces (DFSS). To this end the Bi-Orthogonal Basis Method developed in the Departamento de Física Aplicada y Electromagnetismo and in the Departamento de Óptica de la Universitat de València has been adapted to the study of a wide variety of optical and microwave waveguides, based on the transformation of the differential equations describing the evolution of the transverse fields in a matrix eigenvalue problem, whose solution yields the propagation constants and the transverse magnetic and electric field distributions of the modes. Secondly, it has been analyzed the dispersion of plane waves in DFSS, which are multilayer planar structures formed by homogeneous and periodic dielectric layers with periodicity in one dimension. To this end, the modes in a periodic dielectric medium have been obtained with the Bi-Orthogonal Basis method in the case of lossless dielectrics, while for the case of lossy dielectric media it has been used the Method of Moments. These modes are expressed as a superposition of E-Type and H-Type Floquet modes. The reflection and transmission coefficients of the structures have been obtained by imposing the boundary conditions between adjacent layers, under a linearly polarized plane wave excitation with arbitrary polarization, whose fields have been decomposed in E-Type and H-Type Floquet modes of zero order. This decomposition has been particularized to the two most usual cases of incidence with polarization perpendicular (TE) or parallel (TM) to the plane of incidence, respectively. Study of the scattering parameters of the whole multilayered structure is accomplished by the cascade connection of components as characterized by their scattering parameters. Results for the scattering of 2D and 3D plane waves in DFSS are compared with both theoretical and experimental results presented in the literature, finding a very good agreement. Finally, several spectral and angular reflection filters have been designed based on DFSS for optical and microwave frequencies.

La tesis está centrada en el estudio del crecimiento de materiales II-VI mediante la técnica de depósito de capas delgadas MOCVD (MetalOrganic Vapour Phase Deposition). En concreto se ha estudiado el crecimiento de los compuestos CdTe y HgTe, así como de su aleación ternaria Hg1-xCdxTe. El empleo de estos materiales nos ha permitido profundizar en las posibilidades de la técnica ya que cada uno de ello se ha crecido mediante una configuración diferente. El crecimiento de CdTe se ha realizado sobre tres substratos de naturaleza muy diferente: vidrio, GaAs y GaS. Adicionalmente sobre el primero hemos estudiado la influencia de un tratamiento térmico post-crecimiento en el mismo reactor MOCVD, obteniendo muestras con mayor calidad y tamaño de grano que las muestras sin tratar, lo que sin duda es beneficioso de cara a su utilización en el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos. En el crecimiento de CdTe sobre GaAs(100) hemos obtenido de manera reproducible capas con orientación (111) ó (100). Un estudio sistemático de la morfología de las muestras en función del tiempo de crecimiento, es decir del grosor, nos ha permitido detectar dos mecanismos de crecimiento para el CdTe(111), uno para tiempos inferiores a 100 s y otro para tiempos superiores. Por lo que respecta al crecimiento de CdTe(100) sobre GaAs(100), hemos obtenido muestras libres de los defectos superficiales conocidos como "hillocks", que son observados sistemáticamente por otros autores. El crecimiento de CdTe sobre GaS(001), nos ha permitido poder relacionar la orientación de este substrato con la de la capa de CdTe crecida sobre él mediante análisis de texturas por difracción de rayos X. En el crecimiento de HgTe, se ha utilizado una doble entrada de precursores ya que en una de ellas se sitúa el baño de Hg que se utiliza como material fuente. Hemos comprobado, con ayuda de la simulación numérica, la influencia de la doble entrada en el comportamiento hidrodinámico del proceso, contrastando las predicciones de dicha simulación con los resultados experimentales y obteniendo un buen acuerdo. El crecimiento de CdTe y HgTe, nos ha permitido abordar el crecimiento de su ternario mediante el método de interdifusión de capas múltiples, obteniendo muestras de Hg1-xCdxTe(100) con distintas composiciones x, que han sido sistemáticamente caracterizadas mediante diversas técnicas. / The key issue of the thesis is the crystalline growth of thin layers of II-VI semiconductor compounds by MOCVD (Metal Organic Vapour Phase Deposition). It has been studied the growth of CdTe, HgTe and Hg1-xCdxTe. The study of these materials has allowed to investigate the possibilities of the technique due to the different configuration employed to growth each material.The growth of CdTe has been achieved on three different substrates: glass, GaAs, and GaS. In the growth on glass the influence of the post-growth treatment in the same MOCVD reactor has been studied, obtaining samples with better quality and grain size than the samples without treatment, this fact is of great interest in the development of photovoltaic devices. A systematic investigation of the morphology for samples grown with different times, and consequently with different thickness, has allow to detect two growth mechanism for the CdTe (111), the first one for low growth times (< 100 s) and the another one for higher growth times. In the growth of CdTe on GaAs(100), we have obtain hillocks free samples, these defects are usually observed for other author. For the growth of CdTe on GaS(100) the relationship between the orientation of layer and the substrate has been established by X ray texture analysis.In the growth of HgTe a double entry to the reactor has been used, with the help of the numerical simulation, its effect has been analyzed and correlated with the experimental results.Finally the growth of CdTe and HgTe has permitted to growth the ternary allow Hg1-xCdxTe. The interdiffused multilayer process has been employed, obtaing samples of Hg1-xCdxTe with different composition x. These samples have been systematically analyzed with different techniques.

Esta tesis está centrada en el estudio del crecimiento cristalino y propiedades físicas del óxido de zinc (ZnO). Este material puede ser considerado como un semiconductor "antiguo", cuyo interés en la investigación se ha mantenido vivo durante varias décadas debido a su aplicación en diferentes áreas científicas e industriales, como son los dispositivos acusto-ópticos, los varistores, los sensores de gas, los electrodos transparentes conductores o su uso como ventana óptica en células solares. Además, en los últimos años ha surgido un interés especial debido a que sus propiedades físicas le convierten en un serio candidato para la fabricación de dispositivos optoelectrónicos en el rango del ultravioleta. La alta temperatura de fusión del ZnO hace que sea difícil abordar el crecimiento de cristales masivos de este material a partir de la fase liquida. Por tanto, el método hidrotermal y los métodos de transporte en fase gaseosa han sido los habitualmente utilizados para abordar el crecimiento de cristales de ZnO. Los cristales obtenidos mediante el método hidrotermal presentan una buena calidad estructural. Sin embargo, estos cristales contienen impurezas de litio y/o potasio, procedentes de los disolventes utilizados, que pueden afectar a las propiedades ópticas del ZnO. El crecimiento mediante métodos de transporte en fase gaseosa aparece como una alternativa atractiva para mejorar este punto. En el caso de los métodos de transporte en fase gaseosa es bien conocido que la velocidad de crecimiento del ZnO en sistemas cerrados, en el rango de temperaturas próximas a 1000 ºC y gradientes térmicos habituales, es muy baja si el proceso tiene lugar en ausencia de "especies adicionales". El uso de ciertas "especies adicionales" permite obtener velocidades de crecimiento mayores.En esta tesis hemos profundizado en la comprensión de los procesos involucrados en el crecimiento cristalino de ZnO mediante estos métodos, tanto en los mecanismos de generación de vapor como en los relacionados con el transporte de éste. El entendimiento de estos procesos ha sido muy útil para la optimización de la velocidad de crecimiento y para el control de la composición de la mezcla gaseosa existente dentro de la ampolla de crecimiento. Este hecho ha permitido actuar sobre la estequiometria de los cristales de ZnO y, por tanto, sobre sus propiedades físicas. Además, se han analizado diferentes estrategias para localizar y controlar el proceso de nucleación inicial. De esta forma se ha conseguido actuar sobre las propiedades estructurales de los cristales de ZnO. En este sentido, también se han sometido algunos de los cristales obtenidos a diferentes tratamientos térmicos posteriores al crecimiento. Estos se han llevado a cabo en le rango de temperaturas comprendido entre 900 y 1200 ºC tanto en vacío, como en atmósferas de oxígeno o zinc. Estos procesos térmicos han mejorado la calidad estructural de los cristales y, además, han aportado información sobre la naturaleza química y la concentración de defectos intrísencos puntuales presentes en los cristales de ZnO obtenidos. Para ello se han analizado la variación de sus propiedades estructurales, ópticas y eléctricas mediante diferentes técnicas de caracterización (difracción de rayos X de alta resolución, espectroscopia Raman, medidas de transmisión óptica y efecto may).Adicionalmente, en la última parte de esta tesis, se ha abordado el crecimiento de dos heerostructuras basadas en capas de ZnO con morfología nano-estructurada y su posible aplicabilidad como células solares. Las curvas tensión-voltaje (iV) obtenidas para la heterostructura ZnO/CdSe/CuSCN la convierten en una opción interesante para el desarrollo de una nueva tecnología en la producción de células solares. Este hecho pone de manifiesto la multifuncionalidad del ZnO. / Due to its high melting point (~2000ºC), is difficult to grow ZnO from the liquid phase. That is why hydrothermal and vapour transport methods have been mainly implemented so far for the growth of bulk ZnO crystals. Crystal growth from the vapour phase appears as an attractive alternative. Nevertheless, it has been well established that the growth rate of ZnO in closed ampoules at moderate temperatures (~1000ºC) and temperature gradients is very low if the process takes place in absence of any "additional species". Higher growth rates are obtained if some particular "additional species" are introduced in the ampouleIn this work, we will try to gain a further insight into the vapour generation and transport mechanisms involved in the ZnO growth using some "additional species". The knowledge of these mechanisms can be very useful to optimise the growth rate and it could allow to control the gas composition inside the growth ampoule. This fact would allow to act on the off-stoichiometry degree of the ZnO crystals and, therefore, on their physical properties. Besides, we will analyse some ways to localise and control the onset of nucleation that can improve the structural properties and the crystal size. On the other hand, some of the grown ZnO crystals will be annealed at temperatures in the range 900-1200 ºC in vacuum, as well as in oxygen and zinc atmospheres. These annealing processes improve the structural quality and will be used as a tool to obtain some information about the initial intrinsic defects present in as-grown crystals.Different fundamental characterisation techniques as X-ray diffraction, Raman spectroscopy, optical transmission and Hall effect measurements will be used to study the physical properties of the as-grown and annealed ZnO crystals.In addition, we will study the application of two p-i-n heterostructures based on a ZnO electrodeposited layer, which shows nanocolumnar morphology, as eta (extremely thin absorber)-solar cells. The ZnO and the successively built up layers will be analysed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and optical transmission and reflectance. Finally, the i-V curves and the energy conversion efficiency of the device will be measured.

The first part of the thesis deals with models with universal dimensions, models in which all the Standard Model particles propagate in the extra dimension. These models have theinteresting property that at low energies there are no tree-level effects of the extra dimensions. Therefore, as long as the new particles are heavy enough, the first effects of the extra dimensions will appear at one loop, and will be suppressed. As a consequence, new particles related with the extra dimensions can be relatively light ( or, equivalently, the extra dimensions relatively large ). It is therefore very important to determine how light those particles could be, and analyze if they can be produced at the present or immediate future experimental facilities.The thesis analyzes the one-loop contributions of one universal extra dimension to the decay of the Z in the b-quark anti-b channel , which displays strong dependences on the top-quark mass and is well determined from experiment. This process provides the best limit on the mass of the lightest new particle (together with the one obtained from the rhoparameter). However, it is only about 300 GeV (95 \% CL) making the new particles accessible to experimental facilities such as the Large Hadron Collider.In the second part, the thesis studies the question of power corrections to gauge couplings in models with extra dimensions. This is a very important question because if those corrections could be controlled it might be possible to test Grand Unification models atenergies accessible at experiment. The question is also involved because the non-renormalizability of gauge theories in more than four dimensions. Using a full continuum effective field theory approach, based on dimensional regularization, the thesis concludes that power corrections can be computed reliably only if the more complete theorythat generates them is known.Finally the thesis presents the latticized versions of two models with extra dimensions (universal extra dimension and with only Higgs and gauge bosons propagating in the extra dimension) and studies their relevant phenomenology.The topics studied in this thesis require a good knowledge of the language and techniques of the effective field theories as well as the calculational abilities to compute electroweak corrections. In addition thorough understanding of the theoretical structure of the standard model is needed, as well as the phenomenological details of the top and b-quark physics. / La primera parte de la tesis está relacionada con modelos con dimensiones extra universales (todas las partículas se propagan en la dimensión extra). En estos modelos, a bajas energías, los primeros efectos aparecen al nivel de un loop. Como consecuencia, nuevas partículas relacionadas con las dimensiones extra pueden ser relativamente ligeras. En esta parte se analiza quan ligeras pueden ser y si pueden ser producidas en las actuales o inmediatamente futuras instalaciones experimentales. La tesis estudia las contribuciones a la desintegración del Z en quarks b, la cual muestra una fuerte dependencia con la masa del top y experimentalmente está bien medida . Este proceso proporciona el mejor límite en la masa de las nuevas partículas, junto con elobtenido del parámetro rho. De todos modos, solo es 300 GeV (95 % CL), lo que hace accesibles las nuevas partículas a las futuras instalaciones experimentales.En la segunda parte, se estudian las correcciones a las constantes gauge en forma de potencias en modelos con dimensiones extra. Lo cual es muy importante porque si estas correcciones pudiesen ser controladas podría ser posible comprobar modelos de Gran Unificación a bajas energías. Usando teorías efectivas, se concluye en la tesis que estas correcciones pueden ser calculadas sin ambigüedad solo cuando se conoce, aunque sea parcialmente, la teoría más completa que genera la teoría extra dimensional.Finalmente la tesis presenta las versiones latizadas de dos modelos diferentes con dimensiones extra y estudia su fenomenología.

En esta Tesis Doctoral se ha empleado el método de las matrices ABCD para, por una parte, abordar el diseño de sistemas ópticos compensadores de la dispersión cromática asociada a la difracción y, por otra, proponer nuevas aplicaciones en el ámbito de la propagación de pulsos en sistemas Gaussianos temporales. En ambos casos se han explotado las ventajas que ofrece el análisis matricial, haciendo especial hincapié en la interpretación física de las matrices ABCD que describen a los sistemas.Así, basándonos en el concepto de número de Fresnel colimado hemos desarrollado un nuevo procedimiento para conseguir, mediante el diseño de sistemas ópticos, la compensación de la dispersión cromática asociada a la difracción. El tratamiento matricial nos ha permitido establecer una regla que unifica el diseño de sistemas compensadores de la dispersión cromática en las regiones de Fourier y de Fresnel. En esta dirección, se ha propuesto un dispositivo óptico acromático mediante el cual es posible acromatizar cualquier patrón de difracción con sólo variar la longitud focal de la lente difractiva situada en su plano de entrada. Por otra parte, se ha demostrado que la adición de una lente difractiva en el plano de entrada de un procesador de Fourier compensado cromáticamente lo convierte en un procesador de Fresnel que, además, preserva el grado de acromatismo. Esta propiedad se ha aprovechado para diseñar un procesador de Fresnel acromático mediante el cual es posible reconocer patrones en color en función de su forma y localización. Dentro del campo de la difracción de haces pulsados, se ha demostrado la capacidad de los sistemas ópticos compensados cromáticamente para corregir la dispersión cromática asociada a la difracción de pulsos ultracortos de radiación.En el ámbito de la Óptica Temporal, se ha demostrado que la propagación de pulsos, con o sin "chirp", en sistemas Gaussianos temporales puede describirse en términos de la evolución que experimentan los pulsos sin "chirp" en sistemas dispersivos parabólicos. En particular, el perfil de intensidad obtenido en el plano de salida de un sistema Gaussiano temporal coincide con una versión escalada de aquél que se obtiene mediante la propagación del paquete de ondas en un medio dispersivo parabólico. Aprovechando esta propiedad, se ha efectuado un análisis del efecto Talbot temporal en sistemas Gaussianos temporales a partir de la condición que establece la generación de autoimágenes temporales en un sistema dispersivo parabólico. Esta teoría general nos ha permitido abordar, como un ejemplo particular, la generación de autoimágenes de trenes de pulsos afectados por un "chirp" global. Esta variante del efecto Talbot temporal se ha propuesto como una técnica nueva para controlar, con alto grado de sintonización, la frecuencia de repetición y la modulación de trenes de pulsos. Por otra parte, hemos centrado nuestra atención en el problema de la compresión de pulsos mediante la propagación en medios dispersivos. En esta dirección, se ha introducido el concepto de desplazamiento de foco temporal y se ha derivado una expresión analítica que permite determinar el plano transversal en el que el pulso alcanza una anchura temporal mínima. Análogamente al efecto de desplazamiento de foco espacial, la compresión máxima no se consigue, en general, en el foco temporal del pulso con "chirp". Finalmente, se ha demostrado que tanto el desplazamiento de foco temporal como el valor de la an-chura mínima únicamente dependen del número de Fresnel temporal efectivo de la geometría de compresión y del factor de calidad del pulso. Como ejemplo particular, se ha analizado el desplazamiento de foco que sufre un pulso con envolvente temporal super-Gaussiana de orden arbitrario y un paquete de ondas con perfil del tipo secante hiperbólica. / In this doctoral thesis, a novel method for designing dispersion-compensated, broadband optical transformers has been proposed. As an application of this method, we have designed a novel optical setup that permits to carry out broadband dispersion compensation for a continuous set of Fresnel diffraction patterns by simply changing the focal length of a diffractive lens located at the input plane of the system. We have also demonstrated that the addition of a diffractive lens against the input plane converts any broadband dispersion-compensated Fourier processor into a dispersion-compensated Fresnel setup, and vice versa. Finally, the ability of the dispersion-compensated optical setups to correct the spatial chromatic-distortion associated with diffraction of femtosecond pulses has been analyzed.In a different context, distortions of linearly chirped signals induced by a general parabolic dispersive system have been discussed in-depth. This situation has subsequently been extended to any combination of time lenses and parabolic dispersive systems. In this respect, we have demonstrated that the output intensity signal from chirped-input propagation in an arbitrary temporal Gaussian system can always be identified with a magnified copy of the output signal obtained when the unchirped input propagates a certain evolution distance inside a parabolic dispersive fiber. As an application, these ideas have been particularized to a chirped periodic input signal and, then, we have analyzed a variant of the so-called temporal self-imaging effect that allowed us the achievement, from a single pulse train, of periodic pulse sequences with continuously variable repetition rate. On the other hand, propagation of linearly chirped pulses through a parabolic dispersive medium has been considered. In particular, we have derived an analytical formula of assessing the location of the transverse plane where the pulse width is minimum. Maximum pulse compression is not achieved, in general, at the so-called temporal focus of the chirped pulse. We demonstrate that both the relative temporal focal shift and the minimum pulse width are solely determined by two factors, the temporal equivalent of the Fresnel number of the geometry and the pulse quality factor. Some examples have been discussed.

La evapotranspiración es una de las variables hidrológicas más relevantes. La cuantificación de ésta, con un nivel suficiente de precisión, es fundamental en estudios hidrológicos, en modelos de cambio climático, y en la producción de alimentos. El mayor interés reside en estimar la evolución espacio-temporal de la evapotranspiración a escala regional.Actualmente existen modelos capaces de reproducir el complejo proceso de evapotranspiración a escala regional. Éstos, se basan en esquemas unidimensionales que describen la radiación, conducción y mecanismos de transporte influenciados por la temperatura de superficie. En estos modelos, se sustituye la temperatura de superficie obtenida por teledetección por la temperatura aerodinámica, y se estima la evapotranspiración como término residual de la ecuación de balance de energía. La aplicación de los modelos, se ve limitada por la falta de instrumentación específica en las diferentes estaciones distribuidas a escala mundial. También se debe tener en cuenta que la aplicación de estos modelos no es sencilla y se requiere un entrenamiento adecuado para su aplicación. En la presente Tesis, se propone un modelo sencillo que permite estimar la evapotranspiración a escala regional con datos meteorológicos medidos en estaciones convencionales y temperatura de superficie obtenida a partir de imágenes de satélite. Éste es de base física sencilla y requiere la estimación de dos parámetros locales que dependen de las condiciones meteorológicas de los primeros metros de la atmósfera. Su principal fundamento es asumir que la temperatura de la superficie engloba las variaciones de los primeros metros de la atmósfera. Para la aplicación del modelo es necesario disponer de datos de temperatura y humedad del aire, velocidad del viento y radiación solar e imágenes de temperatura de superficie. La ecuación operativa obtenida es la siguiente: donde a y b son parámetros locales.Complementariamente, se valida la ecuación propuesta en dos zonas de la región central de Argentina. Una zona corresponde a una región de clima húmedo con muy bajo déficit hídrico y la otra corresponde a una zona seca en la que el déficit es importante. Para la aplicación del modelo se han utilizado 114 imágenes captadas por el sensor AVHRR de NOAA. En ambas zonas se han comparado los resultados del modelo con los obtenidos en estaciones del área. La comparación permitió observar que el modelo subestima la evapotranspiración de referencia (4 % en régimen húmedo y 5 % en régimen seco) y que el error de estimación era de ±0,6 mm d-1 en la zona húmeda y de ±0,7 mm d-1 en la zona seca. En ambas zonas, se ha aplicado el modelo para la obtención de mapas de evapotranspiración. Los mapas resultantes permiten comprobar que el modelo reproduce de forma realista los cambios en las condiciones meteorológicas en diferentes estaciones y dentro de éstas. Por último, se demuestra la aplicación del modelo a escala global. Para ello, se han calculado los parámetros del modelo en 69 estaciones meteorológicas del mundo con diferentes condiciones climáticas (frías, templadas y tropicales). / Among the hydrological variables, evapotranspiration is one of the most important. Its assessment, with an acceptable level of precision, is of fundamental value for climate change and hydrological studies, climate models, and food production. Of utmost importance is the estimation of space-time variations of the evapotranspiration at the regional level.There are nowadays models able to reproduce the complex process of evapotranspiration at the regional level, that are based on one-dimensional schemes which describe the radiation, conveyance and transport mechanisms that are influenced by the surface temperature. Those models substitute the surface temperature from remote sensing techniques by the air-dynamic temperature, and the evapotranspiration is calculated as the residual term of the energy balance equation. The application of such models is constrained by the availability of specific instruments at the measuring stations distributed worldwide. It also has to be taken into account that the application of those models is not an easy task and that it requires special training and abilities by the operator.This research presents a simple model that allows the estimation of the evapotranspiration at the regional level from meteorological data measured at conventional stations and surface temperature from satellite images. The model has a simple physical basis and requires the estimation of two local parameters that depend on the meteorological conditions of the lower portion of the atmosphere. The main assumption is that the surface temperature describes all variations registered at the first few meters of the atmosphere.In order to apply the model, data on temperature, air relative humidity, wind velocity, solar radiation, and surface temperature (from images) are required. The operational equation is as follows: where a and b are local parameters.The equation proposed has been validated in two regions of central Argentina. One of them has a humid climate with a low water deficit, whereas the second has a dry climate and relevant water deficit. The model has made use of 114 images of NOAA´s AVHRR sensor. In both cases, the model results have been compared with the data measured at local stations. As a result of that, it was found that the model sub-estimate the reference evapotranspiration (4% in humid regime and 5 % in dry regime) and, results with estimation errors of ±0,6 mm d-1 (humid region) and of ±0,7 mm d-1 (dry region). Given so, evapotranspiration maps for both regions were generated that reproduce realistically changes in the meteorological conditions at each station and among them.Lastly, the application of the model at a global scale is shown. To do so, the model parameters were calculated for 69 meteorological stations worldwide, located al various climatic conditions (cold, temperate and tropical).

RESÚMLa formació de patrons espacials en sistemes òptics té molts elements en comú amb altres sistemes formadors de patrons que trobem a la natura (hidrodinàmics, biològics, mecànics, químics.). Ara bé, n'hi ha trets particulars dels sistemes òptics que motiven encara més l'estudi de la formació de patrons en aquests.D'una banda, les potencials aplicacions a la tecnologia de la informació i les telecomunicacions: la formació d'estructures en el pla transversal a la direcció de propagació de la llum en sistemes nolineals òptics obre la porta al processat òptic de la informació en paral·lel, amb la codificació i emmagatzemament de la informació en aquest pla transversal. Respecte a aquest fet, haurem de tindre en compte dos aspectes . El primer d'ells és la possibilitat de multiestabilitat espacial, és a dir, d'existència de més d'una solució del sistema per a uns valors donats dels paràmetres : ja que parlem de sistemes extensos, implica la possibilitat d'assolir diverses solucions estables en distintes regions transversals. Aquest fet possibilita no només la coexistència entre patrons extensos, sinò l'existència d'estructures localitzades, de gran interés per a les aplicacions pràctiques que comentàvem adés, on actuaríen com bits de informació. És per tant d'importància estudiar com controlar els patrons emergents, i més en concret, les estructures localitzades, així com la possibilitat de crear-les, moure-les i esborrar-les. Aquest control permetria la utilització pràctica de les estructures localitzades com components de memòries òptiques, on la informació podria codificar-se i processar-se.D'altra banda, en una interacció nolineal estan creant-se i destruint-se fotons del camp electromagnètic. Aquesta naturalesa quàntica de la llum es manifesta fins i tot a temperatura ambient, cosa que diferencia notablement els sistemes òptics de qualsevol altre sistema. Aquest fet ha motivat l'estudi dels efectes quàntics en patrons espacials transversals i, més recentment, en les estructures localitzades.Aquesta tesi versa sobre un tipus d'estructures localitzades que suporten diverses cavitats òptiques nolineals : els solitons de cavitat. Pot dividir-se en dues grans seccions, agrupant els diversos articles que constitueixen el cos fonamental d'aquesta tesi : la primera està dedicada a l'estudi clàssic d'aquestes estructures, en la segona s'estudia, per primer cop, les fluctuacions quàntiques dels solitons de cavitat.La primera secció consta d'un primer apartat, que engloba els articles Vectorial Kerr-cavity solitons, Opt.Lett. 25, 957 (2000) i Bright cavity solitons in anisotropic vectorial Kerr cavities, J.Opt.B : Quantum Semiclass. Opt. 3 S118 (2001), on s'estudien les condicions d'existència i el tipus de solitó que trobem en cavitats Kerr anisòtropes i birrefringents i es relacionen amb les solucions d'una equació de paràmetre d'ordre (nolineal d'Schrödinger amb decaïment i forçament paramètric : PDNLS), que descriu la susdita cavitat en el límit de gran anisotropia. Un segon apartat, constituït pels treballs Domain Walls and Ising-Bloch Transition in Parametrically Driven Systems, Phys.Rev.Lett. 89, 164101 (2002), The Ising-Bloch transition in degenerate optical parametric oscillators, J.Opt.B: Quantum Semiclass. Opt. 6, S361 (2004) i Stabilizing and controlling domain walls and dark-ring cavity solitons, Opt.Exp. 12, 2130 (2004), tracta sobre les parets de domini. En particular s'estudia la transició Ising-Bloch en la PDNLS i els oscil·ladors òptics paramètrics degenerats (DOPO). En aquest sistema, es presenten també dos mecanismes d'estabilització i control de les estructures en sistemes bidimensionals, on les parets no són estables. La segona secció tracta el problema de les fluctuacions quàntiques en aquests solitons, estudiant-se l'espectre d'squeezing de solitons en DOPOs. El treball Squeezed quantum cavity solitons, arxiv:quant-ph/0405148, enviat per la seva publicació a Physical Review Letters, presenta un tractament general per l'estudi d'aquestes fluctuaciones i estudia per primer cop les fluctuacions quàntiques dels solitons de cavitat, trobant reducció de soroll perfecta per qualsevol rang de paràmetres on existeix el solitó. / ABSTRACThe matter of this Thesis is the study of a type of localized structures (LS) supported by different nonlinear optical cavities, in particular, cavity solitons (CSs), both bright and dark -domain walls- CSs. By a hand, we study the nonlinear dynamics of these cavities and the features and behavior of LSs semiclassically. By other hand, we investigate about the quantum fluctuations features of CSs.We study these CSs in anisotropic vectorial Kerr cavities, in optical parametric oscillators and in an order parametric equation -the parametrically driven nonlinear Schrödinger equation-, also. We demonstrate two alternative techniques for controlling and stabilizing dark CSs. About the problem of quantum fluctuations in CSs, in particular, we study the squeezing spectrum of CSs in degenerate optical parametric oscillators, but the method can be used with any different cavity in a trivial way.The structure of the Thesis consists of two sections:-An introduction with two different parts. First one is a brief summary of the field of nonlinear dynamics in optical cavities: main concepts, techniques, beginning and evolution of quantum optics, taking special care about the spatial aspects.-The introduction to the synopsis of articles, the mean body of this Thesis, grouped in three subjects, each one emphasizes most important results and conclusions:- Vectorial Kerr-cavity solitons, Opt.Lett. 25, 957 (2000); Bright cavity solitons in anisotropic vectorial Kerr cavities, J.Opt.B : Quantum Semiclass. Opt. 3 S118 (2001), where bright CSs in Kerr cavities are studied.- Domain walls are treated in Domain Walls and Ising-Bloch Transition in Parametrically Driven Systems, Phys. Rev. Lett. 89, 164101 (2002), The Ising-Bloch transition in degenerate optical parametric oscillators, J.Opt.B: Quantum Semiclass.Opt. 6, S361 (2004) and Stabilizing and controlling domain walls and dark-ring cavity solitons, Opt.Exp. 12, 2130 (2004).- We develop the study of quantum fluctuations in CSs in Squeezed quantum cavity solitons, (Physical Review Letters, sent).At the end, we add some appendices for clarifying technical or mathematicalpoints. The last appendix consists of the complete synopsis of articles.